Meeting scientifique de e-Planets

Lundi 16 décembre, toute l’équipe e-Planets était réunie pour partager les derniers travaux de recherche de chacun. Nous avons eu une belle session sur les petits corps du système solaire en particulier les comètes. Beaucoup de ses travaux sont réalisés dans le cadre du projet ERC THEMISS dirigé par Aurélie Guilbert Lepoutre qui vient de rejoindre l’équipe e-Planets.  Nous avons discuté des derniers résultats du Rover martien curiosity, de la géologie du futur site d’atterrissage du prochain rover américain Mars2020 et de la source possible des météorites martiennes. Nous avons aussi partagé des résultats sur la minéralogie de la croute lunaire et les mécanismes d’ascension des magmas dans cette croute lunaire. Nous nous sommes également intéressés aux modèles numériques de terrain martiens issus de stéréophotogrammétrie et à leur erreur. Enfin, nous avons eu de riches discussions sur la minéralogie martienne que ce soit sur les roches riche en silice ou les roches de la croute martienne riches en pyroxene. En résumé, l’équipe a été bien active en cette année 2019 et de nombreux résultats ont été produits. Vivement l’édition 2020!

Notez les magnifiques pulls de la compagnie norvégienne HYSPEX portés par Lu, Lucia, Melissa et Cathy

Bassin d’impact géant sur Mars

L’équipe e-planet met en lumière un bassin d’impact enfoui de 1000 km de diamètre sur Mars, témoin du bombardement primitif de Mars. Lu Pan, Cathy Quantin-Nataf, Sylvain Breton et Chloé Michaut ont réuni leurs expertises pour identifier un bassin d’impact géant martien. Les cratères d’impact ont façonné les paysages planétaires. Contrairement à la Lune, Mars montre peu de bassins d’impacts datant du bombardement intense du début de l’histoire des planètes, dont l’activité coïncide avec l’émergence de la vie.  Ceci suggère que cette partie de l’histoire de Mars ne nous serait plus accessible. Mais cette étude met en évidence la présence d’un bassin d’impact d’environ 1000 km de diamètre enfoui sous des coulées de laves plus récentes masquant son expression topographique. Ce cratère localisé à l’ouest de Chryse Planitia près de l’équateur martien se serait produit il y a 4 milliard d’année par la collision d’un bolide de plus de 100 km et aurait été relaxé assez vite, puis enseveli sous des coulées de laves. Cette étude ouvre un nouveau regard sur l’enregistrement du bombardement primitif martien, d’autres bassins pouvant être mis à jour grâce à des techniques de reconstitution du sous-sol martien à partir des données orbitales similaires à celles utilisées dans cette étude. Ces techniques ont été développées par Sylvain Breton dans le cadre de sa thèse qui sera soutenue tout bientôt….

Pour ceux qui veulent en savoir plus, voici le lien vers le papier : https://hal-univ-lyon1.archives-ouvertes.fr/hal-02296349

Vue 3D de l’anomalie de gravité du cratère enfoui dans la région de Chryse Planitia, Mars.

InSight à la Sorbonne !

Cette semaine, l’équipe de la mission InSight est réunie à Paris, dans ce magnifique grand amphithéâtre de la Sorbonne, pour discuter des fabuleux résultats de cette mission. Lu Pan et Chloe Michaut y donnent une présentation respectivement sur la structure des dix premiers kilomètres de la croûte martienne et sur les modèles de la lithosphère martienne. C’est un bel accomplissement pour Lu Pan qui est venue rejoindre l’équipe e-planets avec un financement européen ‘’ Marie Curie’’ pour préparer cette mission InSight en analysant la sous-surface de Mars dans la région où le sismomètre s’est posé. Après deux ans de travail, les résultats de Lu montrent que la sous-surface est complexe et probablement faite de plusieurs niveaux différents. Ce sont des contraintes majeures pour comprendre la propagation des ondes sismiques. Justement, plusieurs ‘’tremblements’’ ont été enregistrés (cf communiqué de Presse) inaugurant une toute nouvelle discipline scientifique : la sismologie Martienne. Mars n’est définitivement pas une planète morte !

Merci, Oppy!

Depuis la tempête de poussière globale de l’été 2018 (voir la note e-planets à ce sujet), le contact avait été perdu avec le rover Opportunity. La NASA a annoncé avec regret hier qu’elle considérait sa petite astromobile perdue.

Opportunity, de son véritable nom MER-B, mais surnommé Opportunity ou « Oppy », était arrivé sur Mars en 2004, 21 jours après son jumeau Spirit. Sa mission était initialement prévue à 3 mois, mais Oppy nous a envoyé ses photos, observations, mesures pendant près de 15 ans.

Vue d’artiste des modules MER

Quelques uns des découvertes et moments mémorables d’Opportunity:

  • Découverte de petite hématites sphériques, minéraux qui se forment en la présence d’eau, prouvant que Mars avait du avoir une quantité d’eau considérable dans le passé [lien]
  • Parcours d’une distance marathonienne (plus de 45km!), observant pendant son trajet des micro-tornades à la surface [lien]
  • Traversé du purgatoire, une dune couverte de plus de 10cm de poussières [lien]
  • Vues de magnifiques levers et couchers de soleils [lien]
  • Observation des rares nuages martiens [lien]

Opportunity était alimenté par les panneaux solaires sur son dos, qui ont du être recouverts de poussière durant la tempête de l’été 2018. Pendant 6 mois, l’équipe opérant le robot a essayé de rétablir le contact.

Cette mission reste un succès, dont les résultats et la réussite ont pavé la voie pour la mission NASA/JPL suivante, Curiosity, qui est encore en cours. En 2020, deux autres robots faire passer la population robotique active de Mars à 3 : la mission NASA/JPL Mars2020 visant le cratère de Jezero et la mission ESA/Roscosmos visant la plaine d’Oxia Planum.

InSight s’est posée sur Mars !

Ouf ! L’atterrissage de la sonde américaine InSight, dont nous vous parlions il y a quelques jours, s’est bien passé ! L’étape la plus délicate de la mission est donc derrière nous, même s’il faudra encore un peu de patience pour le démarrage de la science proprement dite, car il reste à déployer les instruments sur le sol martien et à s’assurer de leur bon fonctionnement.

L’événement a été suivi par un public nombreux partout en France et a été l’occasion pour plusieurs membres de l’équipe e-Planets de faire des apparitions à la télévision ou sur Internet. Vous trouverez les liens vers les vidéos correspondantes ci-dessous. Bon visionnage !

Lu a été interviewée par Euronews :

L’intervention de Lu démarre à 0:49.
[English version here]

Chloé et Cathy ont participé à la soirée organisée par la Cité des Sciences et de l’Industrie, à Paris, qui était retransmise en direct sur YouTube :

L’intervention de Chloé démarre à 1:23:20 et celle de Cathy à 1:33:20.

Enfin, Erwin a participé à une autre émission en direct sur YouTube, diffusée depuis le Centre Spatial de Toulouse :

L’intervention d’Erwin démarre à 11:15.

Arrivée imminente de la sonde InSight

Après plus de six mois dans l’espace, la sonde américaine InSight est bientôt arrivée au bout de son périple : ce lundi 26 novembre, dans la soirée (en heure française), elle atterrira à la surface de Mars, dans la région d’Elysium Planitia. Pour cela, il lui faudra traverser l’atmosphère de la planète et passer d’une vitesse de 20 000 km/h à moins de 10 km/h, afin de se poser sans casse, le tout en six minutes et 45 secondes ! Même si la Nasa a déjà réussi cette prouesse plusieurs fois dans le passé, cela reste un moment critique, communément surnommé les « sept minutes de terreur ».

Contrairement au rover Curiosity, qui a parcouru plus de vingt kilomètres depuis son arrivée en 2012, la sonde InSight n’est pas dotée de roues : elle restera donc sur place. Pourquoi ? Simplement car sa mission est très différente de celle de Curiosity : alors que ce dernier s’intéresse aux roches situées en surface, ainsi qu’à l’atmosphère, InSight va étudier l’intérieur de Mars. L’instrument phare de la mission est d’ailleurs le sismomètre SEIS, fourni le CNES. Celui-ci va enregistrer les ondes sismiques générées par les « craquements » de la croûte martienne ainsi que par les impacts de météorites, afin de déterminer la structure profonde de la planète, y compris la taille de son noyau. Ainsi, on comprend mieux pourquoi InSight n’a pas besoin de se déplacer pour collecter des données : ce sont les données qui vont venir à elle !

Plusieurs membres de l’équipe e-Planets — Chloé Michaut, Benoit Tauzin, Lu Pan et Cathy Quantin — sont directement impliqués dans la mission. Leur projet de recherche s’intéresse en particulier à l’origine ce que l’on appelle la dichotomie martienne, c’est-à-dire la différence d’altitude très marquée (six kilomètres !) entre les plaines du Nord et les plateaux du Sud. Pour comprendre l’origine de cette caractéristique mystérieuse, Chloé et Benoit souhaitent détecter des discontinuités sismiques (interfaces au niveau desquelles la vitesse de propagation des ondes change brutalement), en particulier l’équivalent martien du « Moho », la discontinuité qui marque la base de la croûte et le sommet du manteau. Pour cela, ils s’appuieront sur des techniques modernes d’analyse de données, exploitant la réflexion et la conversion des ondes sismiques sur ces discontinuités, ainsi que sur des modèles d’évolution thermique de la croûte. De leur côté, Lu et Cathy étudient à l’aide de données orbitales la composition des pics centraux des cratères de la région d’Elysium, afin de déterminer la structure superficielle de la croûte sous le site d’atterrissage d’InSight. Ces contraintes géologiques serviront d’informations a priori lors de l’inversion des signaux sismiques.

À noter que dans le cadre de cette étude, Lu a eu l’opportunité de donner un nom à l’un de ces cratères, et ce nom a été récemment approuvé par l’Union Astronomique Internationale ! Les détails dans cet autre billet.

Pour l’atterrissage lui-même, l’équipe sera également au rendez-vous, puisque Chloé et Cathy interviendront à la Cité des Sciences, à Paris, durant un grand événement ouvert au public. Erwin, de son côté, sera au Centre Spatial de Toulouse pour participer à une émission en direct sur YouTube.

Vue d’artiste de l’atterrissage de la sonde InSight sur Mars. (NASA/JPL-Caltech)

Nouveau nom pour un cratère d’impact sur Mars ! // New name for an impact crater on Mars!

***See English version below***

Rien de plus naturel que de nommer les choses que nous voyons. Par exemple, nous nommons nos chats, chiens, rues, bâtiments, villes… Nous nommons aussi les planètes, étoiles, montagnes, rivières, etc. Pour des objets géologiques sur les autres planètes qui sont en cours d’exploration, nous avons sans cesse besoin de nouveaux noms. Le groupe de travail pour la nomenclature des systèmes planétaires de l’Union Astronomique Internationale (UAI) est l’organisation qui décide des règles pour nommer les objets sur les autres planètes. Par exemple, pour nommer un cratère sur la Lune, il faut choisir un nom de grand scientifique ou explorateur décédé. Pour nommer un objet sur Venus, on peut choisir le nom d’une déesse ou d’une femme célèbre. Sur Mars, les cratères de plus de 60 kilomètres sont nommés d’après des scientifiques ou des auteurs, et les cratères de moins de 60 kilomètres sont nommés d’après un village ou une petite ville avec une population de moins de 100 000 habitants.

Nous avons longuement étudié un cratère de 50 km dans la région du site d’atterrissage de la sonde InSight. Ce cratère a exposé des matériaux profonds de minéralogie et de morphologie variées. Plusieurs études qui ont remarqué ce cratère le mentionnent comme le cratère « sans nom ». Nous avons donc pensé qu’il était important de lui trouver un nom ! Selon les règles de l’UAI, nous pouvons proposer un nom, puis c’est au groupe de travail de l’approuver au non, parce qu’ils veulent s’assurer que toutes les régions du monde soient bien représentées. Le nom que j’ai choisi est « Kalpin », qui est une petite ville dans la province de Xinjiang en Chine. C’est là où j’ai mené mon projet de recherche durant mes premières années à l’université (j’ai étudié une couche de lapilli dans les dépôts volcaniques du bassin de Tarim). Kalpin est située à côté du bassin de Tarim, qui abrite le désert du Taklamakan. La région est réputée pour ses nans, ses kebabs d’agneau et ses pastèques. —Délicieux ! 😛

Carte de la ville de Kalpin, province de Xinjiang, en Chine. (Crédit : Google Earth)

Pour notre plus grand plaisir, l’UAI a accepté le nom et l’a annoncé officiellement le 15 novembre. Vous pouvez trouver l’annonce ici :
https://astrogeology.usgs.gov/news/nomenclature/name-approved-for-feature-on-mars-kalpin

Voilà donc le cratère Kalpin sur Mars ! Les coordonnées du centre sont (Latitude : 8.93 °; Longitude : 141.27 °). Vous trouverez ci-dessous les images de ce cratère dans l’infrarouge thermique, de jour et de nuit.

Lu Pan

Images infrarouges de jour et nuit du cratère Kalpin, sur Mars (instrument THEMIS).
L’image de jour montre l’albédo des matériaux dans l’infrarouge, tandis que l’image de nuit est liée à leurs propriétés physiques et thermiques (roches vs sable vs poussière).

***ENGLISH VERSION***

It is simply natural to give names to refer to the things that we see. We give names to cats, dogs, street, buildings, and cities. We also name our planets, stars, mountains, rivers, etc. For features on other planets that we are currently exploring, we need to come up with new names all the time. The International Astronomical Union (IAU) Working Group for Planetary System Nomenclature has taken the responsibility and made up rules on how we should name different objects on planets. For example, to name a crater on the Moon, you pick a name of great deceased scientists and polar explorers. To name a feature on Venus, you find names of goddesses and heroines. Any crater larger than 60 km on Mars is named after a deceased scientist or writer, whereas craters smaller than 60 km gets a name from a village or town with a population less than 100,000.

We’ve been looking at a 50-km crater for some time for our study in the region of InSight landing site. This crater exposes materials of different mineralogy and morphology from the subsurface and has already been mentioned in several other studies, always referred to as an “unnamed crater”. Thus, we find it is important to give it a name! According to IAU rules, we can propose a name and then the working group on nomenclature will see if they approve it or not, making sure different places on Earth are well-represented in the naming system. The name I chose is from a small town called Kalpin in Xinjiang province where I did my undergraduate research (I was studying a layer of accretionary lapilli of the volcanic deposits in the Tarim basin). Kalpin is a very small town near Tarim basin, the home to the famous Taklamakan Desert. There they are famous for their nans, lamb kebabs and watermelons! —-Delicious! :P.

Map of the town of Kalpin in Xinjiang province, China. (credit: Google Earth)

Fortunately, the IAU accepted the name and announced it on November 15. You can find the information here: https://astrogeology.usgs.gov/news/nomenclature/name-approved-for-feature-on-mars-kalpin

So now I give you the newly named Kalpin crater on Mars! The center coordinates are (Latitude: 8.93 °, Longitude: 141.27 °). Below are the infrared images of this crater in day-time and night-time data.

Lu Pan

THEMIS day-time and night-time image of Kalpin crater on Mars. The day-time infrared shows the albedo of the feature in the infrared, while the night-time image is related to the thermal physical property of the materials (rocks vs sand vs dust). 

Oxia planum est le site recommandé pour l’atterrissage du rover ExoMars

Les 8 et 9 novembre 2018 s’est tenue la 5ième conférence du groupe de travail des sites d’atterrissage pour la mission ExoMars 2020 à Leicester, au Royaume Uni. Au cours de cette réunion, la communauté d’ingénieurs et de scientifiques présents ont voté une recommandation pour atterrir sur Oxia Planum, site découvert par l’équipe e-Planets conjointement avec l’IAS (Institut d’Astrophysique Spatiale) de Paris.

La mission ExoMars, portée par l’ESA (l’Agence Spatiale Européenne) et Roscosmos (l’agence spatiale russe), verra l’envoi en 2020 d’un rover sur le sol martien. La sélection du site d’atterrissage est un processus assez long, au cours duquel plusieurs sites ont été proposés avant de procéder à des choix basés sur divers critères techniques et scientifiques. En 2015, Oxia Planum avait déjà été choisi comme site d’atterrissage, mais le retard de 2 ans de la mission a vu la ré-ouverture des sites à la sélection.

Pour ce congrès, seuls restaient en course les sites d’Oxia Planum, soutenu par une équipe internationale dirigée par e-Planets et John Carter (IAS), et Mawrth Vallis, soutenu par une équipe international dirigée par l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS). Du groupe lyonnais e-Planets, Cathy Quantin-Nataf, Lucia Mandon et Lu Pan ont présenté les travaux de toute l’équipe sur le site d’Oxia Planum. Les deux sites, âgés de plusieurs milliards d’années (> 3,9 Ga), offrent une chance unique d’étudier l’histoire ancienne de Mars, et de remonter dans le temps où la planète était potentiellement habitable par la Vie.

Les sites d’Oxia Planum et Mawrth Vallis, très proches, sont localisés en bordure du bassin de Chryse Planitia, au niveau de très anciens (> 3,9 Ga) dépôts, potentiellement sédimentaires riches en argiles. (c) image : ESA

Pendant plus d’une heure, Cathy a pu présenter le site sous toutes ses coutures : sa géologie, son histoire (intimement reliée à la présence d’eau liquide), l’accessibilité des différentes unités… Mais également les nombreux exercices de simulation d’atterrissage réalisés par l’équipe (voir notre note de blog ici).

Cathy Quantin-Nataf, professeur au LGL

Lucia a présenté la minéralogie du site en détails, fruit du travail de l’équipe pendant plusieurs années grâce aux instruments HiRISE et CRISM, orbitant autour de Mars à bord de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter.

Lu, quant à elle, a présenté ses travaux sur les phases ferriques présentes sur le site.

Les différentes équipes d’ingénierie de la mission étaient également représentées, et ont pu exposer leurs rapports concernant les risques (atterrissage et traficabilité) associés aux deux sites.

Le prototype « Bruno » du rover, présenté par Thalès

A la suite de nombreuses discussions, les membres présents ont été conviés à voter pour former une recommandation sur le site préférable. Le consensus, représentant l’avis des scientifiques et ingénieurs, a été que le site de Mawrth Valis et d’Oxia Planum présentaient tous les deux des opportunités pour la recherche de précurseurs de la vie. Cependant, les caractéristiques du module d’atterrissage et du rover rendent l’atterrissage, mais également l’exploration (traficabilité) de Mawrth Vallis sensiblement plus risqués. En conséquences, la communauté a recommandé le site d’Oxia Planum.

Cette recommandation sera prise en compte par le projet pour l’annonce du choix final du site d’atterrissage, courant 2019. Toute l’équipe est néanmoins très fière d’avoir pu contribuer à ce projet !


Mars sous toutes ses coutures à Berlin :

Clément et Sylvain se sont rendus à l’EPSC (European Planetary Science Congress) à Berlin pour présenter les derniers résultats de leur travail de thèse. Ces deux doctorants ont tout les deux parlé de Mars et de son histoire.
Dans un poster Clément a expliqué comment il a réussi a estimer le volume de lave émis par la province volcanique de Tharsis : le plus gros volcan du système solaire. Pour réaliser cela il a du estimer à quel point le volcan a plié la croute martienne en regardant le materiel exhumé par les très gros cratères de météorite tout autour de Tharsis.
Justement, c’est de cratères de météorites dont Sylvain a discuté au cours d’une présentation orale. En travaillant sur les cratères formés par les éjectas d’autres cratères il a découvert que à partir d’une certaine distance du premier cratère, certains des cratères secondaires formaient eux même d’autres cratères (cela fait beaucoup de cratères dans une seule phrase).
C’est fatigués, mais content de leur travail que Clément et Sylvain sont rentrés à Lyon.

Exomars a atterri sur Mars !

 

Virtuellement….Cette semaine, nous avons fait une simulation d’atterrissage du rover Exomars sur le site d’atterrissage que notre équipe e-planet propose : Oxia Planum. En collaboration avec des planétologues britanniques, nous (Lucia et Cathy) nous sommes entrainés à l’arrivée du rover Exomars. En début de semaine, nous avons découvert le site exact pour nous mettre dans des conditions inconnues.  Nous avions comme objectif de  1) cartographier 1 kilomètre à la ronde autour du site  les zones dangereuses pour la traficabilité du rover et  les zones à analyser en priorité pour remplir les objectifs scientifiques de la mission et 2) décider en fin de semaine la route à suivre pour les 90 premiers jours de la mission ainsi que la route et les objectifs à long terme. L’image jointe montre une vue du site sur lequel nous avons travaillé cette semaine en 3D. Les couleurs représentent les minéraux argileux. Les argiles sont des minéraux formés par action de l’eau qui sont la cible principale de ce site. Les roches présentant ces minéraux argileux pourraient avoir préservé des traces de vie potentielles.  Cet exercice nous aura permis de travailler en équipe internationale, de tester des outils de travail collaboratifs internationaux et tester notre capacité à prévoir une route pour le rover en moins d’une semaine : objectif atteint ! Vivement le vrai atterrissage!